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轻掺杂漏(LDD)离子注入工艺
来源: | 作者:LiLi | 发布时间: 2024-10-11 | 55 次浏览 | 分享到:

轻掺杂漏离子注入工艺是指在栅极的边界下方与源漏之间形成低掺杂的扩展区,该扩展区在源漏与沟道之间形成杂质浓度梯度,从而减小漏极附近的峰值电场,达到改善 HCI效应和器件可靠性的目的。

1)清洗。将晶圆放入清洗槽中清洗,得到清洁的表面。

2)衬底和多晶硅氧化。利用炉管热氧化生长一层薄的氧化层,利用O2在850°C左右的温度下使多晶硅和衬底硅氧化,形成厚度约150A 的氧化硅,修复蚀刻时的损伤,表面的氧化硅可以防止离子注入隧道效应,隔离衬底硅与光刻胶,防止光刻胶中的有机物与硅接触污染硅衬底。衬底和多晶硅氧化的剖面图如图4-52所示。

3)PLDD 光刻处理。通过微影技术将PLDD 掩膜版上的图形转移到晶圆上,形成PLDD 的光刻图案,非PLDD 区域上保留光刻胶。PLDD 是用于控制 PMOS 管漏极轻掺杂,削弱HCI 效应。PLDD 掩膜版是通过逻辑运算得到的。AA作为 PLDD 光刻曝光对准。图4-53所示为电路的版图,与图4-47比较,它多一层P+,工艺的剖面图是沿AA'方向。图4-54所示为PLDD光刻的剖面图。图4-55所示为 PLDD 显影的剖面图。

4) 量测 PLDD光刻套刻,收集曝光之后的PLDD 光刻与AA的套刻数据。

5)检查显影后曝光的图形。

6)PLDD 离子注入。低能量、浅结深、低掺杂的二氟化硼(BF2)离子注入。PLDD 可以有效地削弱 PMOS的HCI效应,但是采用 PLDD 离子注入的方法的缺点使制程复杂,并且轻掺杂也会使源和漏串联电阻增大,导致 PMOS 速度降低。图4-56所示为 PLDD 离子注入的剖面图。

7)去除光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。图4-57所示为去除光刻胶后的剖面图。

8)NLDD 光刻处理。通过微影技术将 NLDD 掩膜版上的图形转移到晶圆上,形成 NLDD的光刻胶图案,非 NLDD 区域上保留光刻胶。NLDD 是用于控制 NMOS 管漏极轻掺杂,削弱HCI 效应。NLDD 掩膜版是通过逻辑运算得到的。AA 作 NLDD 光刻曝光对准。图4-58所示为电路的版图,与图4-53比较,它多一层n+,工艺的剖面图是沿 AA'方向。图4-59所示为NLDD 光刻的剖面图,图4-60所示为 NLDD 显影的剖面图。

9)量测 NLDD 光刻套刻,收集曝光之后的 NLDD 光刻与 AA的套刻数据。

10)检查显影后曝光的图形。

11) NLDD 离子注入。低能量、浅结深、低掺杂的砷离子注入,NLDD 可以有效地削弱NMOS的HCI 效应,但是采用NLDD离子注入的方法的缺点使制程复杂,并且轻掺杂使源和漏串联电阻增大,导致 NMOS 的速度降低。NLDD 离子注入的剖面图如图4-61所示。

12)去除光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。去除光刻胶后的剖面图如图4-62所示。

13)清洗。将晶圆放入清洗槽中清洗,得到清洁的表面,防止表面的杂质在后序退火工艺中扩散到内部。

14) LDD 退火激活。利用快速热退火(RTP)在950°C的H2环境中,退火时间是5s左右,目的是修复离子注入造成的硅表面晶体损伤,激活离子注入的杂质。